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物理教学中要注重理论联系实际

时间:2023-02-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:培养学习兴趣在物理学习中是非常重要的,在教学中应注重物理知识在现实生活或高科技中的应用,从而培养学生学习物理的兴趣。如果次声波的振动频率低于10Hz,就能引起人体组织共振,轻者头昏、呕吐、呼吸困难,重则昏迷、瘫痪,甚至内脏器官破裂而死亡。大多同学对微波炉的工作原理不熟悉,微波炉的微波频率为2450MHz,这是使水分子振动的最有效频率。由此可知,微波炉对绝对干燥的食物是不起作用的,含水量高的食物则烹调效果要好。

物理教学中要注重理论联系实际

培养学习兴趣在物理学习中是非常重要的,在教学中应注重物理知识在现实生活或高科技中的应用,从而培养学生学习物理的兴趣。

注意对知识的挖掘,解释现实生活中的常见现象。如在讲授斜面上物体处于静止的条件时,可以设想将斜面卷起来,就是盘山道的模型;如果将物体和斜面都卷起来,就是螺杆和螺母的模型。斜面倾角越小,物体在斜面上越容易停住,所以盘山道应坡度较缓,螺丝的螺纹应较密。

在讲到摩擦力产生的条件时,可分析螺丝为什么加一个弹簧垫能防止松动,其原因是要增加螺杆和螺母之间的弹力,从而增加最大静摩擦力。起重机的卷筒上至少要留两圈钢丝绳作为安全圈,是为了增加摩擦力,确保物体不掉下来。“高处不胜寒”,因为摩擦力对风有影响,靠近地面处风的速度较小,较高处摩擦力较小风力较大,据测定,如果距地面10m高处为5m/s,那么在30m高处风速为8.7m/s,在60m高处的风速为12.3m/s,在90m高处风速为15m/s。男人剃须时要打肥皂,是为了减小刀片与皮肤的摩擦力,少刺激皮肤。钉鞋的师傅总爱用嘴叼着钉子,除了方便,还有就是减小钉子钉入时的摩擦力,钉入后时间较长会生锈,从而增加摩擦力,以防脱钉。

讲授参考系时,可分析学生感兴趣的一系列问题,比如“月亮走我也走”,飞机加油,太空行走,鸟撞飞机,怪坡现象。

讲授共振时,可讲解次声波武器的原理。人头部的固有频率为8~12Hz,内脏的固有频率为4~6Hz。如果次声波的振动频率低于10Hz,就能引起人体组织共振,轻者头昏、呕吐、呼吸困难,重则昏迷、瘫痪,甚至内脏器官破裂而死亡。次声武器就是一种把频率低于16Hz的大功率次声波定向辐射作用人体,使人体器官及功能受到损伤或破坏,从而致人伤亡的新式武器。

讲授频率时,可让同学们思考站在站台上的人听到的火车汽笛声音调如何改变,从而得出多普勒效应,类比得出“红移”和宇宙膨胀理论。

在讲授静电平衡时可分析家电外壳多是黑色的,是为了防静电在外壳中掺了炭黑。为防静电干扰,微机外壳做成金属的。穿了高压屏蔽服可触摸50万伏高压电。坦克是个大导体,触电时内部场强为零,所以坦克敢轧高压电网。

讲授电磁波时,应介绍微波炉和微波武器。大多同学对微波炉的工作原理不熟悉,微波炉的微波频率为2450MHz,这是使水分子振动的最有效频率。水分子是一种正、负极性很强的极性分子,当微波通过时,它们在超高频电磁场反复交变极化,在此过程中完成电磁能向热能的转换,食物即被加热。而极性较弱的油脂分子则受热较慢。由此可知,微波炉对绝对干燥的食物是不起作用的,含水量高的食物则烹调效果要好。微波对食物的加热程度还与其形状、密度等因素有关。方形的食物则在有棱角的地方加热得更快一些;而圆形蛋糕那样的形状是最理想的,可以均匀地加热食物。此外,多孔的食物比密度高的食物更容易被微波穿透。微波束武器的原理,根据麦克斯韦电磁场理论,处在强微波辐射形成的交变电磁场中的金属物体,会在其表面产生感应电流和电荷,感应电流可以通过各种入口(如天线、导线、电缆和密封性差的部位)进入内部电路。当感应电流较低时,会使电路功能混乱,如出现误码、抹掉记忆或逻辑等情况;当感应电流较高时,还会造成电子系统内的某些敏感器件永久性损伤。由于强微波的这种效应类似于爆炸时产生的强电磁脉冲对电子设备的影响,所以又称为“非核电磁脉冲效应”。

在几何光学部分,可指导学生分析虹和霓的形成。太阳光在水珠内发生全反射,一次全反射形成虹,两次全反射形成霓。“假日”现象,有时会看到几个太阳或日月同辉的奇观,这实际上是一种奇特的光学现象,是太阳光在高空冰晶上发生反射或折射而形成的“假日”。当天空出现乳白色丝缕状的薄云时,我们看到内红外紫的光圈,气象上称之为“晕”。“蒙气差”,星光从一个气层进入下一个气层时,要折向法线方向,结果,我们看到的这颗星星的位置比它的实际位置要高一些,这种效应越是接近地平线就越明显,我们看到的靠近地平线的星星的位置,要比它的实际位置高37',这种效应叫作蒙气差。

光的干涉因实例较少,同学接受有困难,应多找实例让同学们分析。珍珠的晕色如何产生,珍珠母质在珍珠蚌类软体动物体内,围绕某种刺激物沉积而形成。当外界刺激异物进入珍珠蚌体内,接触到外套膜通道时,珍珠质便一层一层地将它包裹起来,形成珍珠。珍珠层主要是由角质和文石晶体垂直层面互相重叠排列呈同心圆状的生长层组成的,当光线照射到珍珠层上时,各层反射出的光互相叠加,产生光的干涉现象,造成珍珠所特有的柔和又带彩虹晕色的珍珠光泽。

珍珠用于彩妆类化妆品则往往以珍珠粉的形式添加。例如在珍珠霜中添加珍珠粉,不仅能抑制皮肤过多油脂的分泌、养颜美白,还能使颜面呈现一种玲珑鲜艳的色泽,使用者更加美丽。因为当光线投射到涂有珍珠霜而形成薄膜的脸上时,从薄膜的表面和里面反射出的光干涉,会产生动人的光彩。

讲授光的衍射时,可分析“华”的产生原理,在大气中传播的日光或月光遇到小云滴(小雨滴或小冰晶)等障碍物时,会绕过这些障碍物而产生衍射。当天空中存在由均匀小云滴组成的透光高层云或透光高积云时,月光在透过云层时遇云滴而产生衍射,由于云滴大小均匀,形成的衍射环能叠加,从而出现以月亮为中心的一圈圈明暗相间的彩色光环,这就是华。夜晚的灯光之所以光芒四射,是因为人的瞳孔是小的多边形孔,形成星状的衍射图样。为什么光学显微镜放大倍数有限,可见光的波长范围是4000~7000img194,若物体的尺寸在4000img195以下,光可以绕过它产生衍射现象,使物体的像变得模糊,所以能看清的物体不能小于4000img196,也就是光学显微镜放大倍数的极限是两三千倍。峨眉佛光产生的机理,人若站在云雾萦绕的高山之巅,恰值山巅之上是晴空,山巅之下是云雾,背对晴天的太阳,下看弥漫的云海迷雾,便可能看到云雾幕上出现人影,围绕在人影的四周是一圈圈彩色光环,有红色的也可有蓝色或别的颜色的光环。这是由于阳光照射观测者所形成的人影一直投射到云雾上,观测者便可看到自己的影子。阳光又照射到影子附近的云雾滴上,云雾滴对阳光进行散射,被散射射向人眼的光经过云雾滴时发生衍射现象,便形成以太阳与观测者的连线的延长线为中心的一圈圈彩色光环。游人站在较高的山头上顺光而视,就可能看到缥缈的雾幕上,呈现出一个内蓝外红的彩色光环,将整个人影或头影映在里面,恰似佛像头上方五彩斑斓的光环,故得名“佛光”或“宝光”。

讲授红外线时,要让同学们了解一些新产品,比如远红外内衣,远红外纺织品是近年来新兴的一种精密陶瓷粉精特殊加工制成的纺织品,可以在常温下吸收人体自身向外散发的热量,并辐射回人体最需要的波长为4~14μm的远红外线,渗入皮下组织产生热效应。远红外纺织品具有活化组织细胞、促进血液循环和改善微循环、提高免疫力、加强新陈代谢、消炎、除臭、止痒、抑菌等功能。可介绍“响尾蛇”导弹的仿生原理,红外夜视技术,卫星云图的制作等等。

温室效应是什么原因造成的,谁是罪魁祸首,为什么要用氟利昂?地球表面除了接受由太阳来的辐射外,本身也有辐射。辐射的极大值位于10μm处,即主要是红外线。地球表面辐射的能量主要被低层大气中的CO2和水汽吸收,也有一部分到达空间和由大气反辐射回到地表。包围着地球的大气层在相当程度上可以让太阳波长较短的辐射透过到达地面,又几乎可以全部吸收地面发射的长波辐射。可以认为入射的太阳辐射和地球的长波辐射收支是基本平衡的。因此在一个长时期内地面的平均温度基本上维持不变。近地面大气中水汽和CO2量增加,由于它们对地面长波辐射的吸收,便会在地面与大气之间形成一个绝热层,使近地面的热量得以保持,从而导致全球气温升高,直接影响人类的生活和安全。这即是所谓的“温室效应”。除二氧化碳以外,甲烷、一氧化氮、氟利昂等也吸收红外线,造成地球变暖。甲烷具有25倍于二氧化碳的红外线吸收能力,一氧化氮为二氧化碳的320倍,氟利昂为4000~8500倍,少量这些物质就可以使地球的温度升高许多。

生活中处处留心,分析其物理原理,对物理知识的实际应用将极大地激发同学们学习物理的兴趣。

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